1/ Mise en évidence
L'oxygène pur est plus efficace en secourisme (ou pour la flamme d'un chalumeau) que l'air. L'oxygène pur provoque, à la pression ambiante, des réactions très vives avec les graisses (combustions spontanées, explosion). 
Par contre l'air à haute pression a tendance à faire carboniser les huiles normales. C'est pourquoi un compresseur doit utiliser des huiles spéciales et que dans un caisson les corps gras sont interdits sous peine d'incendies. 
En pression, un mélange assez pauvre en oxygène comme l'air, produit un effet comparable à l'oxygène pur à pression ambiante. 
L'action d'un gaz dépend de sa pression et de sa concentration. 

Règle de Dalton 
Dans un mélange de gaz, chaque gaz se comporte comme s'il occupait seul le volume du mélange. 

Cette règle est plutôt générale, ce qui nous intéresse le plus, c'est son application à la pression. 
On définie donc la pression partielle 
La pression partielle d'un gaz dans un mélange, c'est la pression qu'aurait ce gaz s'il occupait seul le volume total du mélange. 
Cette notion de pression partielle est intéressante pour le plongeur car l'activité chimique (sa capacité à provoquer des réactions, donc sa toxicité) d'un gaz est proportionnelle à cette pression partielle. 
Pour le calcul de la pression partielle, en appliquant la loi de Mariotte à la définition précédente on trouve : 
	   Pp = C x Pabs 		   C = 	Pabs		
	 C = 	Pp							
							Pp		
									
		Pabs				

avec : 
•Pp étant la pression partielle du gaz 
•C étant la concentration du gaz considéré dans le mélange (on calcule la concentration en divisant le pourcentage par 100) 
•Pabs étant la pression absolue (on dit aussi pression totale) du mélange 
Si l'on additionne toutes les pressions partielles on a : 
Pp1 + Pp2 + Pp3 ...... = C1 . Pabs + C2 . Pabs + C3 . Pabs + ...... 
Pp1 + Pp2 + Pp3 ...... = (C1 + C2 + C3 ...) . Pabs 
La somme des concentrations faisant forcément 1 on a : 
Pp1 + Pp2 + Pp3 ...... = Pabs 
La somme des pressions partielles est égale à la pression absolue du mélange. 

Exemple 1 
air : 20 % d'O2 , 80 % de N2 
Pression partielle d'azote à 30 m : Pabs = 4 bar, Concentration d'azote = 80/100 = 0,8 
PpN2 = 4 . 0,8 = 3,2 bar 
Pression partielle d'oxygène à 30 m : Pabs = 4 bar, Concentration d'oxygène = 20/100 = 0,2 
PpO2 = 4 . 0,2 = 0,8 bar 
On a bien 3,2 + 0,8 = 4 b 

Exemple 2 
Le ministère du travail fixe à 5,6 b la PN2 maximum. A quelle profondeur cela correspond-il à l'air ? 
Pabs = PN2 / C = 5,6 / 0,8 = 7 b ======> 60 m 
profondeur limite à l'air : 60 m (déjà prévu par les normes ministère du travail) 
Applications à la plongée 

2/ toxicité des gaz
L'activité d'un gaz étant proportionnelle à sa pression partielle, on a, pour la plupart des gaz respirés, des limites de pression partielle acceptables. 
2.1/ Toxicité de l'oxygène.
Hypoxie pour PpO2 < 0,16 b 
Hyperoxie aigu pour PpO2 > 1,6 b (en immersion) 
Hyperoxie aigu pour PpO2 > 2,2 b (en décompression à sec) 
Quelle sera la Profondeur Opérationnelle Maximum en respirant de l'oxygène pur ? 
En immersion : Pp max = 1,6 b , C = 1 
Pabs = Pp max / C = 1,6 / 1 = 1,6 b =====> profondeur maxi = 6 m 
Décompression dans l'eau possible à l'oxygène pur, à partir du palier de 6 m. 
A sec : Pp max = 2,2 b , C = 1 
Pabs = Pp max / C = 2,2 / 1 = 2,2 b =====> profondeur maxi = 12 m 
Décompression à sec (bulle, tourelle, décompression de surface) possible à l'oxygène pur, à partir du palier de 12 m. 
2.2/ Toxicité d'un mélange suroxygéné (NITROX, SUROX).
Un nitrox est un mélange binaire (2 composants) d'air et d'azote. On les désigne par deux chiffres. Par exemple, nitrox 40/60 ou 35/65. Le premier chiffre désigne toujours le pourcentage d'oxygène du mélange, le deuxième celui d'azote. 
Quelle sera la Profondeur Opérationnelle Maximum en respirant de un mélange suroxygéné ? 
NITROX 40/60 : CO2 = 0,4 
Pabs max = Pp max / CO2 = 1,6 / 0,4 = 4 b =====> profondeur maxi = 30 m 
NITROX 30/70 : CO2 = 0,3 
Pabs max = Pp max / CO2 = 1,6 / 0,3 = 5,33 b =====> profondeur maxi = 43 m 
NITROX 35/65 : CO2 = 0,35 
Pabs max = Pp max / CO2 = 1,6 / 0,35 = 4,57 b =====> profondeur maxi = 35 m 

3/ Toxicité d'un polluant
Les normes nous fixent : pression partielle de CO2 maximum = 10 mb. 
Supposons que nous ayons 0,3 % de CO2 dans l'air. A quelle profondeur cet air dépassera-il la norme ? 
Pabs = Ppmax / C , avec Ppmax = 10 mb = 0,01 b, C = 0,3% = 0,003 
Pabs = 0,01 / 0,003 = 3,33 b =====> 23 m 
Il faut être très rigoureux sur la qualité de l'air de gonflage, la pression multipliant le toxicité des gaz. 

4/ Détermination de la profondeur équivalente au mélange.
L'avantage d'un mélange suroxygéné est de diminuer la pression partielle d'azote donc la saturation en azote. Les paliers pourront donc se trouver réduits. Pour calculer ses paliers on utilise les tables à l'air normales en rentrant dedans non pas à la profondeur réelle de plongée mais à une "profondeur équivalente" 
La profondeur équivalente est la profondeur pour laquelle l'air donne la même pression partielle d'azote que le mélange à la profondeur réelle. La pression d'azote étant la même la saturation sera la même, donc les paliers aussi. 
Calcul de la pression équivalente Peq : 
•Au mélange, à la profondeur réelle on a PpN2(mélange) = Préelle . CN2(mélange) 
•A l'air, à la profondeur équivalente on aurait PpN2(air) = Peq . CN2(air) 
On veut PpN2(mélange) = PpN2(air) donc : 
Peq . CN2(air) = Préelle . CN2(mélange) 
D'où : Peq = Préelle x CN2(mélange) 
AIR : CN2 = 0,8 
NITROX 40/60 : CN2 = 0,6 
Prof réelle 30 m : Préelle = 4 b, Peq = 4 x (0,6 / 0,8) = 3 b ======> 20 m 
Prof réelle 20 m : Préelle = 3 b, Peq = 3 x (0,6 / 0,8) = 2,25 b ======> 12,5 m 
La réduction des paliers est importante. Pour tous les mélanges normalisés, il existe une table permettant la conversion des profondeurs réelles en profondeurs équivalentes (Tableau n° 7, page 77 de la brochure 1636 du Journal Officiel). Les profondeurs équivalentes sont déjà arrondies au profondeur d'entrée dans les tables MT92. 

5/ Fabrication d'un mélange SUROX ou NITROX
La fabrication d'un mélange NITROX se fait par rajout d'oxygène pur à de l'air. Il y a deux méthodes possibles. Dans les deux cas, il faut disposer d'une source d'oxygène pur, c'est à dire d'une bouteille d'O2. 

1ère méthode : mélange continu. 
L'air est enrichi,à l'entrée du compresseur, par injection continue d'oxygène. En réglant le débit d'O2 par rapport au débit du compresseur, on peut obtenir le mélange que l'on désire. Inconvénient : le mélange suroxygéné doit traverser le compresseur qui doit être d'un type spécial (à membrane). 

2ème méthode : fabrication séquentielle 
Injection d'oxygène à partir d'une bouteille d'O2 du commerce dans une bouteille de plongée, puis complément à l'air avec un compresseur normal. 

Inconvénient : manipulations multiples, gaspillage d'O2. 
Avantages : pas de compresseur coûteux nécessaire. 
Quelle que soit la méthode le mélange est laissé à homogénéiser pendant 24 heures et est contrôlé à l'oxymètre avant utilisation. 

Calcul des pressions de gonflage avec la méthode séquentielle. 
Principe de la méthode. 

On procède en deux étapes : 
•gonflage à l'air jusqu'à une pression P1 
•Ccomplément à l'O2 pur jusqu'à la pression de service Ps. On raisonne sur les Pressions partielles d'azote. 
On suppose que l'air contient 79 % d'azote. 
A la fin de l'étape 1, la pression partielle d'azote est PN2 = P1 . 0,79 
Nous voulons obtenir une concentration CN2 dans le mélange. Donc en fin de gonflage nous voulons PN2 = Ps . CN2. 
Le gonflage à l'O2 ne fait pas augmenter la PN2 donc en fin d'étape 2, on a toujours PN2 = P1 . 0,79. (pour ces calculs, on considère en général que l'air contient 79 % d'azote) 
donc : P1 . 0,79 = Ps . CN2.. 
P1 = Ps . (CN2 / 0,79) 

Attention : pour trouver des résultats corrects, il faut raisonner en pression absolue. Les manos, les pressions de services sont toujours en pression relative. 
Exemple : Mélange 40/60 à 200 bar. =====> P1 = 201 . (0,6 / 0,79) = 152,6 b 
soit une pression relative de 151,6 bar 
En réalité, cette méthode provoquerait un gaspillage d'oxygène important puisqu'on ne pourrait pas vider la bouteille d'O2 en dessous de Ps, soit 200 bar en général. La méthode réelle consiste à inverser les étapes : on gonfle à l'O2 pur jusqu'à une pression P = Ps - P1, puis on complète à l'air dans un deuxième temps. Dans l'exemple précédent, on gonflerait donc à l'O2 à 48 b (absolu), puis à l'air jusqu'à 201 b (absolu). 
Exemple 1 : recyclage d'un mélange incomplètement utilisé 
Nous avons un bloc contenant 60 bar d'un nitrox 40/60. On veut fabriquer un mélange 30/70 à 200 b. Quelle sera la pression de gonflage à l'oxygène ? 
La PN2 finale sera : 201 x 0,7 = 140,7 b. 
En début de gonflage elle est de 61 x 0,6 = 36,6 b (restant de mélange). 
Il me manque donc 140,7 - 36,6 = 106,1 b de PN2 
Un apport de pression P à l'air amène une PN2(air) = 0,79 . P 
Il nous faut donc PN2(air) = 106,1 b pour amener dans notre mélange, la pression partielle d'azote voulue. 
donc 0,79 x P = 106,1 
P= 106,1 / 0,79 = 134,3 b 
On a 61 b de pression résiduelle, 134,3 b de gonflage à l'air pour un pression de service de 201 b donc la pression de gonflage à l'oxygène est de 201 - 61 - 134,3 = 5,7 b 
On gonflera donc de 60 à 66 b à l'oxygène avant de compléter à l'air. 
Nota : la différence de température de l'air qui sort du compresseur et de l'oxygène injecté dans le bloc de plongée amène une imprécision sur le résultat du calcul. En ajoutant que les manomètres utilisés pour les mesures peuvent donner facilement 5% d'erreur, on comprendra l'intérêt de l'analyse du mélange après fabrication.